Gebäudediagnostik hilft bei der Vorausplanung
Wir verbringen einen Großteil unseres Lebens in Gebäuden, für die sehr spezifische Komfortanforderungen gelten und die somit einen hohen Energiebedarf haben. Moderne Gebäude sind deshalb mit komplexen Automatisierungssystemen ausgestattet, die nahtlos auf unsere Gegenwart und Bedürfnisse reagieren. Um einen effizienten Betrieb dieser Systeme sicherzustellen, müssen diese angemessen gewartet und instand gehalten werden. Ihre Komplexität stellt jedoch eine Herausforderung dar, sodass die Instandhaltung zahlreicher Gebäude in reaktiver Weise erfolgt. Es wird lediglich auf die Beschwerden von Bewohnern und eskalierte Probleme reagiert. Das Ziel des Projekts AMBI (Advanced methods in buildings diagnostics and maintenance) bestand darin, das Gebäudemanagement anhand einer effizienten Entscheidungsfindung bezüglich Instandhaltungsmaßnahmen zu verbessern. Dies wird Hausverwaltern eine fundiertere Entscheidungsfindung ermöglichen, um sicherzustellen, dass ihr Gebäude optimal betrieben wird und um etwaige Instandhaltungen und Infrastrukturverbesserungen rechtzeitig einplanen zu können. „AMBI ist von der Vision eines Entscheidungsunterstützungssystems (Decision Support System, DSS) angetrieben, das einfach und effizient verwendet werden kann“, erklärt Ondrej Holub, der Projektkoordinator. „Eine automatisiere Abwägung wurde mithilfe von Ontologien erreicht, hierdurch wurde der Aufwand für Ingenieure, welche das DSS-System installieren, erheblich verringert und vereinfacht.“ Forscher entwickelten Methoden, um zusätzliche Informationen zu extrahieren, die sich in den Daten verstecken, um unter Berücksichtigung von Durchführbarkeit und Benutzerfreundlichkeit die Anzahl und Tiefe der Erkenntnisse, die sich Hausverwaltern bieten, zu maximieren. Dies beinhaltete eine Kombination aus Regelungstheorie, formaler Verifizierung und Maschinenlernansätzen, um die Eigenschaften des Automatisierungssystems einschätzen zu können, deren Messung sich bis dahin zu kostspielig oder zu schwierig gestaltete. Dies betraf bspw. die Belegung in klimatisierten Räumen. „Bei der Abwägung von Instandhaltungsmaßnahmen stehen die Facility Manager vor Kompromissen“, erklärt Holub. „Auf kurze Sicht wird der Komfort der Bewohner typischerweise auf Kosten einer höheren Energienutzung erreicht , wohingegen auf lange Sicht über eine aufwendigere Instandhaltung Systemeffizienz erzielt wird. Wir haben eine Methodik entwickelt, welche die individuellen Aspekte, die es zu berücksichtigen gilt, monetarisiert und welche im Hinblick auf die Präferenzen des Facility Managers Empfehlungen zu den besten Instandhaltungsmaßnahmen und Zeitpunkten bereitstellt“. Die AMBI-Prototypen werden über eine Verbesserung der Energieeffizienz beim Gebäudebetrieb und über eine Steigerung von Bewohnerkomfort und -sicherheit einen Beitrag für die Gebäudemanagementsysteme und -dienste der nächsten Generation leisten. Das Beispiel im Bereich der automatisierten Gebäudeinstandhaltung hat zu weiterer Grundlagenforschung hinsichtlich der formellen Verifizierung cyber-physischer Systeme angeregt, die sich in öffentlich verfügbaren Tools wie bspw. FAUST2 oder SCOTS bemerkbar macht. Holub: „Auf kurze Sicht werden die Projektpartner das AMBI-System als Grundlage für Zukunftsarbeit nutzen, sei es im Bereich der akademischen Forschung oder im Bereich der kommerziellen Innovation. Auf lange Sicht wird AMBI Facility-Management-Teams eine effiziente Regelung ihrer Gebäude sowie eine zuverlässige Einplanung von Just-in-time-Instandhaltungsmaßnahmen für die zugrundeliegenden Systeme ermöglichen, sodass sowohl der Einsatz von Kapital als auch Betriebskosten gesenkt werden. Den Gebäudebewohnern wird des Weiteren ein höherer Komfort zuteil, der wiederum in einer Produktivitätssteigerung resultiert und somit Unternehmen dabei behilflich ist, ihren Wettbewerbsvorteil zu erhalten.
Schlüsselbegriffe
AMBI, Entscheidungsunterstützungssystem, automatisierte Abwägung, Energienutzung, Gebäudemanagementsystem